Erweitertes Punktkontaktmodell für Normal- und Tangentialkräfte bei rauen Oberflächen mit Gummi als Kontaktpartner

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Aufgrund der im allgemeinen komplizierten Kontaktbedingungen bei räumlich schwingenden Bauteilen muss die Kontaktfläche diskretisiert werden. Für jedes Flächenelement soll das Punktkontaktmodell mit Gummi als Kontaktpartner zur Berechnung der lokalen Kontakt- und Reibkräfte angewendet werden. Dieses Punktkontaktmodell soll die wesentlichen Einflussgrößen wie z.B. große Verformungen, das Temperaturverhalten, das Steifigkeits- und das Dämpfungsverhalten abbilden. Durch die Modellierung von rauen Kontaktoberflächen ist die Tangential- und die Normalkraft nichtlinear von den Relativverschiebungen abhängig. Diese nichtlinearen Effekte sollen modelliert und in Versuchen experimentell verifiziert werden. Aufgrund von rauen Kontaktoberflächen erhöht sich die Dämpfungswirkung durch Hystereseeffekte, die auf einen von der Relativgeschwindigkeit abhängigen Reibkoeffizienten führen. Diese Wirkungskette soll experimentell mit Hilfe eines Tribometers untersucht und validiert werden. Ein weiterer Schwerpunkt liegt in der theoretischen und experimentellen Analyse des thermomechanischen Reibkontaktverhaltens. Hierzu soll die Temperatur im Reibkontakt mit Hilfe einer Infrarot-Thermokamera gemessen werden. Die gemessene zeitliche Entwicklung des Temperaturfeldes lässt sich zur experimentellen Validierung der theoretischen Modelle und numerischen Algorithmen nutzen. Das so entwickelte Punktkontaktmodell ist auf einen Reibschwinger anzuwenden, wobei Stick-Slip Bewegungen theoretisch/numerisch und experimentell im Reibversuch zu untersuchen sind.